Interessant für autonome Quadrocopter!

[c3rl]

Ich spiele schon länger mit dem Gedanken mir einen Quadrocopter zu bauen, um ihn dann zu autonomisieren - also quasi des Programmierens wegen. So ein Board wär da echt gut dafür.

Vier Kerne bringen viel Rechenleistung, und die schnelle Grafikkarte wird zum auswerten der Kamerabilder genutzt. Muss ich mir mal näher anschauen :)

[y.m.m.d.]

c3rl schrieb:
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> Ich spiele schon länger mit dem Gedanken mir einen Quadrocopter zu bauen,
> um ihn dann zu autonomisieren - also quasi des Programmierens wegen. So ein
> Board wär da echt gut dafür.

Prinzipell: Ja, aber da fehlt noch (sehr) vieles.

> Vier Kerne bringen viel Rechenleistung, und die schnelle Grafikkarte wird
> zum auswerten der Kamerabilder genutzt. Muss ich mir mal näher anschauen :)

Eh.. nein? Das mag vielleicht mit CUDA oder so über die GPU gehen, aber OpenGL ES bringt dir afaik beim _auswerten_ von Bildern erstmal rein garnichts.

Wichtiger wären da die ganzen Sachen die wegoptimiert wurden:
- Sensoren(!!): GPS/Beschleunigung/Kompass/Kamera
- Drahtlose Kommunikation: WLAN/Bluetooth/2G/3G oder am besten eine Kombination aus mehreren. (Völlig autonom wird er niemals sein, zumindest abstrakte Befehle muss er ja erhalten)

Die Platine eines Galaxy S 1 wäre vollauf ausreichend für ein solches Projekt, sogar schon überdimensioniert. Einiges ist überflüssig (Audio, Display & Touchscreen Kram, ...) aber fehlen tut da nix, allerhöchstens wegen einer seriellen Schnittstelle zum ansteuern der Motoren etc. müsste man mal schauen. Aber da muss dann ohnehin nochmal etwas dazwischen dass die seriellen Befehle des "Kernstücks" entsprechend umsetzt.

Letzteres ist übrigens mein Plan sobald ich ein neues Smartphone habe ;)

[Sebbi]

y.m.m.d. schrieb:
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> c3rl schrieb:
> ---------------------------------------------------------------------------
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> > Ich spiele schon länger mit dem Gedanken mir einen Quadrocopter zu
> bauen,
> > um ihn dann zu autonomisieren - also quasi des Programmierens wegen. So
> ein
> > Board wär da echt gut dafür.
>
> Prinzipell: Ja, aber da fehlt noch (sehr) vieles.
Wie bei jedem Steuerboard ...

>
> > Vier Kerne bringen viel Rechenleistung, und die schnelle Grafikkarte
> wird
> > zum auswerten der Kamerabilder genutzt. Muss ich mir mal näher anschauen
> :)
>
> Eh.. nein? Das mag vielleicht mit CUDA oder so über die GPU gehen, aber
> OpenGL ES bringt dir afaik beim _auswerten_ von Bildern erstmal rein
> garnichts.
>
> Wichtiger wären da die ganzen Sachen die wegoptimiert wurden:
> - Sensoren(!!): GPS/Beschleunigung/Kompass/Kamera
> - Drahtlose Kommunikation: WLAN/Bluetooth/2G/3G oder am besten eine
> Kombination aus mehreren. (Völlig autonom wird er niemals sein, zumindest
> abstrakte Befehle muss er ja erhalten)
>
Braucht man auch bei normalen Boards für Quadrocopter. Anschluss über I2C von denen dieses Board gleich mehrere hat ;-) Funkmodule brauchte man sowieso, weil man jederzeit die Kontrolle übernehmen können muss.

> Die Platine eines Galaxy S 1 wäre vollauf ausreichend für ein solches
> Projekt, sogar schon überdimensioniert. Einiges ist überflüssig (Audio,
> Display & Touchscreen Kram, ...) aber fehlen tut da nix, allerhöchstens
> wegen einer seriellen Schnittstelle zum ansteuern der Motoren etc. müsste
> man mal schauen. Aber da muss dann ohnehin nochmal etwas dazwischen dass
> die seriellen Befehle des "Kernstücks" entsprechend umsetzt.
>
> Letzteres ist übrigens mein Plan sobald ich ein neues Smartphone habe ;)

Was für ein Overkill ... für 40 Euro gibt es vollständige Boards, die einen Quadrocopter in der Luft halten und sogar noch ein paar Sensoren enthalten. Da kannst du dein Smartphone noch maximal als GPS benutzen, aber auch das kostet nur 20-30 Euro extra und wiegt vor allem nicht so viel wie ein Smartphone ...

[y.m.m.d.]

> Was für ein Overkill ...
Das Board meines Galaxy S ist von der Rechenleistung diesem Board deutlich unterlegen, also wenn das Galaxy S ein Overkill ist, was ist dann dieses board? ;)

Quad-Core für einen Quad-Copter? Passt vom Namen her gut, aber ich glaub kaum das jeder Rotor einen eigenen CPU-Kern brauch :D

> für 40 Euro gibt es vollständige Boards, die einen
> Quadrocopter in der Luft halten und sogar noch ein paar Sensoren enthalten.
> Da kannst du dein Smartphone noch maximal als GPS benutzen, aber auch das
> kostet nur 20-30 Euro extra und wiegt vor allem nicht so viel wie ein
> Smartphone ...

Da fällt mir noch ein wenig mehr ein:
- Internet!
-> Remote Zielprogrammierung
-> Zugriff auf Kartenmaterial
-> Wetterinformationen
- Ein Display mit Touchscreen
-> Kommunikation mit dritten (auch ohne Probleme per Video)
-> Debug ausgaben
-> Direkte Eingabe von Zielen
- Zwei Kameras
-> Aufnahmen der Landschaft unter dem Quadcopter während des Flugs
-> Aufnahmen der Umgebung des Quadcopter wärend dem Standby
- Unabhängige Stromversorgung
-> Selbst wenn der Fall eintritt und die Stromversorgung des eigentlichen Quadcopters zusammenbricht ist es immer noch möglich ihn zu Orten da das Handy eine eigene Stromversorgung hat
- Einfache Erweiterbarkeit durch diesen "Overkill" (die Steuerungshardware dürfte fürs erste in keiner Beziehung der Flaschenhals sein)

Reicht das für den Anfang? Ich hab halt hohe Ansprüche und betreibe gerne Geräte-Recycling anstatt Sie einstauben zu lassen oder billig zu verscherbeln. Würde ich mein Smartphone stattdessen verkaufen und vom Erlös dafür ein Board und Komponenten holen, ich garantiere dir die Möglichkeiten sind geringer.

Der große Vorteil ist zudem das alle Komponenten bereits kompakt verbaut und über APIs programmierbar sind. Es müssen nur die daraus resultierenden Steuerbefehle für die Rotoren umgesetzt werden, sprich der Entwicklungsaufwand reduziert sich drastisch.



1 mal bearbeitet, zuletzt am 13.07.12 15:30 durch y.m.m.d..

[joehallenbeck]

Also die fehlenden Sensoren sind kein problem. Für wenig Geld gibt es z.B. bei Pollin 3D-Beschleunigungs-, Luftdruck- und Feuchtigkeitssensoren, die per I2C oder SPI angesteuert werden können. Ebenso gibt es GPS-Sensoren von anderen Anbietern.

Für mich wäre das von Vorteil, da das gesamte Gerät dann modular wäre und ich im Problemfall nur das betreffende Modul tauschen müsste.

[y.m.m.d.]

joehallenbeck schrieb:
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> Also die fehlenden Sensoren sind kein problem. Für wenig Geld gibt es z.B.
> bei Pollin 3D-Beschleunigungs-, Luftdruck- und Feuchtigkeitssensoren, die
> per I2C oder SPI angesteuert werden können. Ebenso gibt es GPS-Sensoren von
> anderen Anbietern.
>
> Für mich wäre das von Vorteil, da das gesamte Gerät dann modular wäre und
> ich im Problemfall nur das betreffende Modul tauschen müsste.

Der Nachteil wäre eben dass jedes Modul einzeln mit dem Board verbunden werden muss. Ggf. nochmal Treiber installiert (wenn überhaupt verfügbar) oder die Ansteuerung manuell implementiert werden muss. Ob das von den Kosten her dann noch günstiger ist hängt vermutlich davon ab welche Sensoren man benötigt, all zu günstig sind anständige Sensoren leider auch nicht (hab da schon mal nach geschaut gehabt).
Richtig unangenehm wird es dann wenn man mobiles Internet anbinden möchte, daher ist für mich die Entscheidung einfach ;)

Natürlich hat der Weg den ich gehe auch seine Nachteile, vor allem die Kosten, aber auch wie du sagtest im Fall dass eine Komponente ausfällt. (Resultiert im Endeffekt ja auch in höheren Kosten ;) )

[Rogman]

Du hast das nicht wirklich vor. Du willst dich nur aufspielen, sonst wüsstest du, das es tausend mal bessere Board für diesen Zweck gibt.

c3rl schrieb:
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> Ich spiele schon länger mit dem Gedanken mir einen Quadrocopter zu bauen,
> um ihn dann zu autonomisieren - also quasi des Programmierens wegen. So ein
> Board wär da echt gut dafür.
>
> Vier Kerne bringen viel Rechenleistung, und die schnelle Grafikkarte wird
> zum auswerten der Kamerabilder genutzt. Muss ich mir mal näher anschauen :)

[c3rl]

Rogman schrieb:
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> Du hast das nicht wirklich vor. Du willst dich nur aufspielen, sonst
> wüsstest du, das es tausend mal bessere Board für diesen Zweck gibt.

Die da wären? Ich hab bisher noch kein Board mit einem Cortex-A9 Quadcore gesehen zu so einem relativ niedrigen Preis und mit den ganzen Interface- und GPIO-Pins.

Sensorboard wird extra gehalten und vibrationsgedämpft.

[booyakasha]

joehallenbeck schrieb:
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> Also die fehlenden Sensoren sind kein problem. Für wenig Geld gibt es z.B.
> bei Pollin 3D-Beschleunigungs-, Luftdruck- und Feuchtigkeitssensoren, die
> per I2C oder SPI angesteuert werden können. Ebenso gibt es GPS-Sensoren von
> anderen Anbietern.
>
> Für mich wäre das von Vorteil, da das gesamte Gerät dann modular wäre und
> ich im Problemfall nur das betreffende Modul tauschen müsste.


wieviele Finger, Joe?

[Sebbi]

y.m.m.d. schrieb:
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> > Was für ein Overkill ...
> Das Board meines Galaxy S ist von der Rechenleistung diesem Board deutlich
> unterlegen, also wenn das Galaxy S ein Overkill ist, was ist dann dieses
> board? ;)
>
> Quad-Core für einen Quad-Copter? Passt vom Namen her gut, aber ich glaub
> kaum das jeder Rotor einen eigenen CPU-Kern brauch :D

Nein, es geht hervorragend mit 8bit Microcontrollern mit 16 MHz ... mehr braucht es nicht wirklich. Nur mehr Speicher und Ram sind gelegentlich wünschenswert.

>
> > für 40 Euro gibt es vollständige Boards, die einen
> > Quadrocopter in der Luft halten und sogar noch ein paar Sensoren
> enthalten.
> > Da kannst du dein Smartphone noch maximal als GPS benutzen, aber auch
> das
> > kostet nur 20-30 Euro extra und wiegt vor allem nicht so viel wie ein
> > Smartphone ...
>
> Da fällt mir noch ein wenig mehr ein:
> - Internet!
> -> Remote Zielprogrammierung
> -> Zugriff auf Kartenmaterial
> -> Wetterinformationen
> - Ein Display mit Touchscreen
> -> Kommunikation mit dritten (auch ohne Probleme per Video)
> -> Debug ausgaben
> -> Direkte Eingabe von Zielen
> - Zwei Kameras
> -> Aufnahmen der Landschaft unter dem Quadcopter während des Flugs
> -> Aufnahmen der Umgebung des Quadcopter wärend dem Standby
> - Unabhängige Stromversorgung
> -> Selbst wenn der Fall eintritt und die Stromversorgung des eigentlichen
> Quadcopters zusammenbricht ist es immer noch möglich ihn zu Orten da das
> Handy eine eigene Stromversorgung hat
> - Einfache Erweiterbarkeit durch diesen "Overkill" (die Steuerungshardware
> dürfte fürs erste in keiner Beziehung der Flaschenhals sein)

Es ist verlockend ein Handy als Steuerzentrale zu nehmen, aber das wiegt halt doch ein paar Gramm und jedes Gramm zählt. 100 g mehr sind bei einem normalen Quadrocopter 10% Flugzeitreduzierung. Also von 11 Minuten auf nur noch 10 Minuten. In dieser Zeit kannst du auch nicht besonder viel mit Wetterdaten anfangen und vermutlich kommst du auch nicht außerhalb der Reichweite einer normalen Funke, die du eh brauchst ...

>
> Reicht das für den Anfang? Ich hab halt hohe Ansprüche und betreibe gerne
> Geräte-Recycling anstatt Sie einstauben zu lassen oder billig zu
> verscherbeln. Würde ich mein Smartphone stattdessen verkaufen und vom Erlös
> dafür ein Board und Komponenten holen, ich garantiere dir die Möglichkeiten
> sind geringer.

Du brauchst sowieso externe Komponenten, weil dein Smartphone das nicht direkt steuern kann. Du hast noch nie so ein Ding gebaut, oder? Ein Smartphone auf einem Quadrocopter ist beinahe nutzlos. Natürlich kann man dessen Sensoren mitbenutzen, aber zu einem irren Preis (Gewicht, weniger genau und Kosten, auch wenn man das Handy schon hat). Das einzige was ich mir vorstellen kann ist als Navigationszentrale um Wegpunkte abzufliegen und ggf. als Kameraersatz.

>
> Der große Vorteil ist zudem das alle Komponenten bereits kompakt verbaut
> und über APIs programmierbar sind. Es müssen nur die daraus resultierenden
> Steuerbefehle für die Rotoren umgesetzt werden, sprich der
> Entwicklungsaufwand reduziert sich drastisch.

Was glaubst du wie das mit normaler Flughardware für Multicopter funktioniert? Die Sensoren liefern keine kryptischen Daten und müssen mit komplizierten Voodootänzen beschworen werden. Desweiteren hat man auf Smartphones noch das Problem, dass es keine Echtzeitverarbeitung gibt. Es mag alles sehr schnell gehen, aber hier mal 10 ms für einen Kontextwechsel und zack liegt der Copter auf der Seite.

Steuerbefehle für die Rotoren benötigen mindestens Hardware um die entsprechenden PWM Signal (oder was immer deine ESCs verwenden) zu generieren. Ich sage nicht, dass es unmöglich ist. Aber es gibt Gründe warum das keiner so macht ;-)

Der Entwicklungsaufwand für normale Hardware ist gleich null, weil es zig Open-Source Projekte gibt, die alles mögliche unterstützen. Für dein Smartphone müsstest du alles selber bauen und programmieren. Das ist ein ungleich höherer Aufwand ... um nicht zu sagen ein Aufwand, der den Bau deines Fluggerätes um Monate verzögern wird ...

[Sebbi]

y.m.m.d. schrieb:
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> joehallenbeck schrieb:
> ---------------------------------------------------------------------------
> -----
> > Also die fehlenden Sensoren sind kein problem. Für wenig Geld gibt es
> z.B.
> > bei Pollin 3D-Beschleunigungs-, Luftdruck- und Feuchtigkeitssensoren,
> die
> > per I2C oder SPI angesteuert werden können. Ebenso gibt es GPS-Sensoren
> von
> > anderen Anbietern.
> >
> > Für mich wäre das von Vorteil, da das gesamte Gerät dann modular wäre
> und
> > ich im Problemfall nur das betreffende Modul tauschen müsste.
>
> Der Nachteil wäre eben dass jedes Modul einzeln mit dem Board verbunden
> werden muss. Ggf. nochmal Treiber installiert (wenn überhaupt verfügbar)
> oder die Ansteuerung manuell implementiert werden muss. Ob das von den
> Kosten her dann noch günstiger ist hängt vermutlich davon ab welche
> Sensoren man benötigt, all zu günstig sind anständige Sensoren leider auch
> nicht (hab da schon mal nach geschaut gehabt).

50-80 Euro kosten komplette Sensorboards über I2C angeschlossen. Man braucht für so etwas keine Treiber. Das sind nur Sensoren ... keine komplizierten APIs ...

> Richtig unangenehm wird es dann wenn man mobiles Internet anbinden möchte,
> daher ist für mich die Entscheidung einfach ;)

Auf einem Fluggerät, das 10 Minuten in der Luft bleiben kann und damit selten weiter als 2 Kilometer kommt? Da reicht normaler Funkverkehr aus, den du sowieso brauchst. Autonome Flugmodelle sind nicht erlaubt, wenn nicht jederzeit manuell die Kontrolle übernommen werden kann ... und man kann keinen Quadrocopter über das Internet fliegen ... der Lag führt zu Abstürzen, ganz ganz sicher ;-)

>
> Natürlich hat der Weg den ich gehe auch seine Nachteile, vor allem die
> Kosten, aber auch wie du sagtest im Fall dass eine Komponente ausfällt.
> (Resultiert im Endeffekt ja auch in höheren Kosten ;) )

[Sebbi]

c3rl schrieb:
--------------------------------------------------------------------------------
> Rogman schrieb:
> ---------------------------------------------------------------------------
> -----
> > Du hast das nicht wirklich vor. Du willst dich nur aufspielen, sonst
> > wüsstest du, das es tausend mal bessere Board für diesen Zweck gibt.
>
> Die da wären? Ich hab bisher noch kein Board mit einem Cortex-A9 Quadcore
> gesehen zu so einem relativ niedrigen Preis und mit den ganzen Interface-
> und GPIO-Pins.
>
> Sensorboard wird extra gehalten und vibrationsgedämpft.

Ich würde das gerne sehen. Auch wenn es overkill ist und ein Board für wenige Euro das genau so gut bewältigen kann ;-)